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【關(guān)鍵詞】高性能混凝土;概念;特性;應(yīng)用分析
我國(guó)雖然是地大物博,但是人口眾多,面臨著能源短缺、資源缺乏的嚴(yán)峻考驗(yàn),高耗能、低耐久性的傳統(tǒng)混凝土已經(jīng)漸漸不能適應(yīng)迅猛發(fā)展的現(xiàn)代土木工程的建設(shè)需要,也最終會(huì)被具有良好經(jīng)濟(jì)效益和巨大社會(huì)效益的高性能混凝土所代替,高性能混凝土在不同的工程領(lǐng)域的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛。
1.高性能混凝土的基本概念
高性能混凝土,High Performance Concrete(簡(jiǎn)稱HPC),1990年的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、工藝研究院和美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)組織主辦的討論會(huì)議上,將其定義為“具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土”。在歐洲的混凝土協(xié)會(huì)及國(guó)際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)則將其定義為“水膠比率低于0.40的混凝土”;將高流態(tài)的自密實(shí)混凝土定義為HPC的存在于日本;在中國(guó),中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)高強(qiáng)與高性能混凝土委員會(huì)則將“以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土”作為HPC的定義。雖然每個(gè)國(guó)家的定義不同,但是趨于一致地認(rèn)為HPC也即高性能混凝土,其需符合“高耐久性”這一基本點(diǎn)。
2.高性能混凝土的基本特性
2.1高耐久性及抗腐蝕性
高性能混凝土最重要的特點(diǎn)就是要具備高耐久性,提高混凝土的抗?jié)B性,也即密實(shí)性,通常做法是通過(guò)摻加粉煤灰20%,礦渣粉30%來(lái)等量或者超量代替水泥,以此來(lái)降低用水量及水泥用量,同時(shí)也加入高效減水劑來(lái)減低單方的用水量,兩者的配合使用,達(dá)到優(yōu)化原混凝土的微結(jié)構(gòu),改善并且填充致密混凝土孔隙,使得一些有害雜質(zhì)例如多余的水或外界其他物體滲入混凝土,降低混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的幾率,延長(zhǎng)混凝土的壽命。
2.2高工作性,即施工性和適用性
現(xiàn)代土木工程要求混凝土需具有良好的工作性能,避免工程混凝土因坍落而造成的經(jīng)濟(jì)損失,因此在混凝土的施工過(guò)程中要求做到不能出現(xiàn)離析分層現(xiàn)象,并且能便于振搗,同時(shí)保證混凝土的整體澆筑連續(xù)性,普通混凝土難以達(dá)到這個(gè)條件。而高性能混凝土因其粘性大,降低了粗骨料的下沉速度,相同的振動(dòng)時(shí)間內(nèi),能夠縮短下沉的距離,具有良好的穩(wěn)定性和均勻性。此外,因滲入超細(xì)粉,水灰比率低,自由水分少,無(wú)泌水且水泥漿粘性大,具有良好的流變學(xué)性,從而減少建筑的離析現(xiàn)象施工勞動(dòng)的強(qiáng)度,節(jié)約施工的能耗。
2.3力學(xué)性能和體積穩(wěn)定性
混凝土是一種強(qiáng)度受到諸多因素影響的非均質(zhì)材料,其收縮變形會(huì)影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,結(jié)構(gòu)的受力性,引發(fā)結(jié)構(gòu)安全危機(jī)。高效減水劑的加入使得高性能混凝土分散水泥的能力加強(qiáng),減少混凝土的單方用水量,采用彈性模量高的集料,改善界面的結(jié)構(gòu),提高混凝土的密實(shí)程度和勻質(zhì)性,提高強(qiáng)度。高性能混凝土因在早期硬化過(guò)程中較低的水化熱,使得硬化后期的混凝土具有較小的徐變變形、收縮變形,彈性的模量高,溫度的膨脹系數(shù)與鋼筋一致。
2.4經(jīng)濟(jì)性能
在惡劣環(huán)境下的工程設(shè)施中,使用具有高耐久性,良好工藝性和高強(qiáng)度性的高性能混凝土,相對(duì)于普通混凝土,加入了防腐劑、抗?jié)B劑、阻銹劑的高性能混凝土,可以減少工程結(jié)構(gòu)維修的費(fèi)用,延長(zhǎng)工程使用的壽命,降低成本,獲得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益;通過(guò)減少構(gòu)件的尺寸,減小本身自重量,增加工程的使用空間,降低作業(yè)勞動(dòng)輕度,能夠加快施工的進(jìn)度,節(jié)約時(shí)間,減少人力的使用和費(fèi)用支出,從而減低工程造價(jià),具有良好的經(jīng)濟(jì)性。
3.高性能混凝土原材料的選用及控制措施
為了保證高性能混凝土的質(zhì)量,最關(guān)鍵在于材料的選用,以及施工過(guò)程中的質(zhì)量控制。配制高性能混凝土對(duì)各種原材料都有嚴(yán)格的技術(shù)要求:
3.1高性能混凝土原材料的選用
3.1.1細(xì)集料
混凝土拌和物的流動(dòng)性會(huì)受到砂的顆粒形狀和表面特征的影響,為了減低混凝土的孔隙和減少總表面積,可以適當(dāng)使用中、小粒徑砂來(lái)填充空隙,選用質(zhì)地潔凈、堅(jiān)硬、級(jí)配良好的符合普通混凝土用砂標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的天然中、粗河砂等細(xì)集料的使用,可以提高混凝土的強(qiáng)度。細(xì)度模數(shù)為2.6~3.0的中砂可以配制C50~C80的混凝土,配制C80~C100的混凝土則對(duì)應(yīng)要選用細(xì)度模數(shù)>2.6的中砂或者粗砂。
3.1.2粗集料
粗集料具有足夠高的高強(qiáng)度,符合高性能混凝土強(qiáng)度要求高的要求,一般要求粗集料的控制壓碎指標(biāo)值>10或者強(qiáng)度是混凝土強(qiáng)度的115倍~210倍,最佳粒徑為10mm~20mm的粗集料粒徑要求。可以選用石灰?guī)r、硬質(zhì)砂巖、玄武巖碎石、花崗巖這些表面粗糙,有棱角外形,針片狀含量低的級(jí)配良好的巖石種類。
3.1.3細(xì)摻合料
為了改善混凝土水泥漿的流動(dòng)性、充分填充空隙、提高硬化后的水泥強(qiáng)度,可以摻入活性細(xì)摻合料,常見(jiàn)的有磨細(xì)礦渣粉(BFS)、硅粉(SF)、天然沸石粉(NZ)、粉煤灰(FA)等。
3.1.4減水劑及緩凝劑
具有較高強(qiáng)度的高性能混凝土,在坍落度較大為15~20左右的一般混凝土拌合物,低水膠比一般小于0.35的情況下,就必須使用高效的減水劑才能使混凝土具有較大坍落度,還需要控制在20%以上的減水率,此外還會(huì)使用摻有緩凝的成份的減水劑來(lái)減少混凝土坍落度所造成的損失。
3.2高性能混凝土的質(zhì)量控制
合理選用和配制高性能混凝土原材料后,還有一道重要的程序是加強(qiáng)對(duì)高性能混凝土的施工控制:(1)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),混凝土攪拌前應(yīng)保證混凝土原材料的稱量符合最大的允許偏差,同時(shí)采取合理有效的措施保證混凝土澆筑入模的溫度符合標(biāo)準(zhǔn),振搗混凝土可以采用附著式平板振搗器、插入式振動(dòng)棒、表面平板振搗器等等設(shè)備來(lái)振搗混凝土。(2)對(duì)材料運(yùn)輸和儲(chǔ)備的質(zhì)量控制,保證運(yùn)輸過(guò)程中混凝土能夠保持均勻性和各項(xiàng)工作的性能指標(biāo)能夠正常。(3)要關(guān)注高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)。(4)建立完善的高性能混凝土的質(zhì)量檢驗(yàn)控制標(biāo)準(zhǔn)。
4.高性能混凝土的應(yīng)用前景分析
隨著高性能混凝土的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,相對(duì)于傳統(tǒng)普通的混凝土,高性能混凝土所具備的的良好性能,改善了工程的施工條件,同時(shí)節(jié)約了資源和能源,對(duì)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)有著重要的影響。作為一種不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品,高性能混凝土應(yīng)向著綠色、環(huán)保、高效和經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的原則。
5.總結(jié)
本文探討了高性能混凝土的基本認(rèn)識(shí)及高性能混凝土相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土所具有的良好性能如高耐久性、抗腐蝕性、高工作性、力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn),在使用過(guò)程中的原材料的選擇和施工控制,都有利于延長(zhǎng)建筑工程使用的壽命,應(yīng)該在土木工程中得到更加大力的推廣使用,同時(shí)也是建設(shè)生態(tài)環(huán)境的重要舉措之一,同時(shí)為了堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展之路,堅(jiān)持綠色、生態(tài)、環(huán)保之路,HPC還有漫長(zhǎng)的道路要走,不斷完善,不斷前進(jìn)。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
【關(guān)鍵詞】建筑工程技術(shù) 特點(diǎn) 發(fā)展方向
中圖分類號(hào):K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑工程的施工技術(shù)種類和技術(shù)操作水平也在逐漸提高。由于近年來(lái)建筑行業(yè)在我國(guó)得到了迅猛發(fā)展,在很大程度上促進(jìn)了建筑工程技術(shù)專業(yè)的發(fā)展而建筑工程技術(shù)在社會(huì)發(fā)展中占有重要地位,正是依靠專業(yè)的建筑工程技術(shù)和不斷發(fā)展進(jìn)步的專業(yè)技術(shù)手段,才能為這一行業(yè)在快節(jié)奏的社會(huì)發(fā)展中提供必要的技術(shù)支持。
現(xiàn)代的建筑工程技術(shù)
1、 智能建筑
綜合利用最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),包括計(jì)算機(jī)、信息通信等方面,設(shè)計(jì)建筑物內(nèi)的電力系統(tǒng)、安全防盜、通訊設(shè)備等,可為人們提供一個(gè)安全、高效、便利的建筑環(huán)境,實(shí)現(xiàn)建筑物綜合管理自動(dòng)化、遠(yuǎn)程通信的有效合作。
2、生態(tài)建筑
一門(mén)新的建筑工程技術(shù),吸收現(xiàn)代高新科技,綜合性的運(yùn)用一系列學(xué)科知識(shí),包括建筑物理、材料科學(xué)、建筑設(shè)計(jì)、氣候?qū)W等。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行建筑工程,一定程度上可減少了建筑綜合耗能,減少污染。結(jié)合生態(tài)環(huán)境,盡可能的為人類的需求提供一個(gè)健康、舒適、自然的室內(nèi)環(huán)境。
3、綠色建筑
該項(xiàng)技術(shù)充分利用環(huán)境自然資源,在不破壞基本環(huán)境生態(tài)平衡的前提下進(jìn)行建筑。特點(diǎn)是最大限度地節(jié)約資源,減少污染,綠色健康。為了保護(hù)環(huán)境,與自然和諧發(fā)展,技術(shù)要求盡可能充分利用各種自然資源,為人們提供一個(gè)健康、適用、自然的使用空間。
二、建筑工程技術(shù)的特點(diǎn)
1、專業(yè)性較強(qiáng)
建筑工程技術(shù)是一門(mén)專業(yè)性非常強(qiáng)的技術(shù)手段,所有的從業(yè)人員需要經(jīng)過(guò)多年的培養(yǎng),并且在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握相當(dāng)豐富的理論基礎(chǔ)知識(shí),以及在實(shí)踐練習(xí)時(shí)能夠?qū)λ璧木唧w技術(shù)做出專業(yè)、準(zhǔn)確的判斷。建筑工程技術(shù)在實(shí)際工作中需要做到科學(xué)化、規(guī)范化管理,這些都不是外行人員可以輕易操作的。建筑工程技術(shù)由于涵蓋領(lǐng)域非常廣泛,從業(yè)人員需要經(jīng)過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)積累,才能由基礎(chǔ)到高端逐步掌握各種工程技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)自身工作能力的完善和提高。目前我國(guó)建筑工程技術(shù)所需要的從業(yè)人員都需要具備一定水平的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),以達(dá)到建筑工程施工一線技術(shù)與管理等工作對(duì)高等技術(shù)應(yīng)用型人才的高標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著我國(guó)建筑行業(yè)整體水平和自身素質(zhì)的不斷提高,所需的建筑工程技術(shù)人才也越來(lái)越趨向于復(fù)合型人才,即除了擁有本專業(yè)所需的各種技術(shù)水平并能夠解決專業(yè)性的技術(shù)問(wèn)題外,還要能夠應(yīng)對(duì)各種技術(shù)操作過(guò)程中所遇到的其他難題。
2、更新速度較快
隨著我國(guó)各行各業(yè)的快速發(fā)展,建筑工程技術(shù)的進(jìn)步也在很大程度上得到了提高。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的影響力逐漸擴(kuò)大,以及我國(guó)改革開(kāi)放的程度不斷加深和與世界其他各國(guó)的聯(lián)系不斷緊密,這些因素都在很大程度上促使我國(guó)的建筑工程技術(shù)不斷的吸收到先進(jìn)國(guó)家的高端技術(shù)手段,并引進(jìn)了許多非常先進(jìn)的設(shè)備、儀器,使我國(guó)的建筑工程技術(shù)行業(yè)發(fā)展速度大大提高,技術(shù)更新?lián)Q代也有了質(zhì)的飛躍。隨著我國(guó)相關(guān)專業(yè)人才的不斷優(yōu)化,在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域所取得的成就會(huì)更加顯著。
3、覆蓋面廣泛
建筑工程技術(shù)主要包括土建、采暖衛(wèi)生與煤氣工程、電梯和消防四個(gè)方面。每個(gè)部分又都包含若干學(xué)科的理論知識(shí)以及各學(xué)科之間的交叉知識(shí)。對(duì)這一系列技術(shù)的掌握,在初學(xué)階段需要具備扎實(shí)的理論功底。學(xué)校開(kāi)設(shè)的相關(guān)主干課程包括建筑識(shí)圖與建筑構(gòu)造、建筑材料、建筑工程測(cè)量、建筑設(shè)備、土木工程力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)、建筑施工、建筑工程造價(jià)、建筑施工項(xiàng)目管理、廣聯(lián)達(dá)、建筑CAD 資料員專業(yè)管理實(shí)務(wù)等等。專業(yè)的技術(shù)人員除了需要熟練掌握這一系列的專業(yè)知識(shí)外,還需要對(duì)與建筑工程相關(guān)的一些邊緣學(xué)科有所了解,例如建筑材料學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)等等,通過(guò)對(duì)建筑施工過(guò)程的總體設(shè)計(jì)所需的所有技術(shù)有所掌握,才能在實(shí)際的工作中游刃有余的進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。建筑工程技術(shù)專業(yè)在實(shí)際運(yùn)作中還需要使用一定的管理學(xué)知識(shí),以便對(duì)于所做的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程的具體情況有所掌握,根據(jù)實(shí)際來(lái)作出相應(yīng)調(diào)整和規(guī)劃,使建筑施工過(guò)程能夠更加合理和完善。
三、建筑工程技術(shù)的發(fā)展前景
1、向著精細(xì)化方向發(fā)展。
城市化進(jìn)程的加快,對(duì)建筑安裝施工技術(shù)的精細(xì)化要求也越來(lái)越高。比如對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的吊裝技術(shù)、焊接技術(shù)要求增高。其中焊接技術(shù)逐漸形成了集材料控制、焊接水平控制、射線檢測(cè)焊縫等多功能為一體的WMS 焊接管理技術(shù),從而加強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)安裝工程質(zhì)量的監(jiān)控吊裝技術(shù)也進(jìn)行了革新,在鳥(niǎo)巢施工中我國(guó)獨(dú)立創(chuàng)造了計(jì)算機(jī)控制多吊點(diǎn)分散載荷吊裝技術(shù),從而使得液壓提升器集群作業(yè)時(shí)的控制精度有了很大的提高。很好的完成了鳥(niǎo)巢安裝工程的要求。現(xiàn)代建筑工程技術(shù)的發(fā)展可謂是百花爭(zhēng)艷,各種技術(shù)層出不窮,以上都是比較熱門(mén)的建筑技術(shù)。可以得出現(xiàn)代建筑技術(shù)幾個(gè)特點(diǎn),技術(shù)種類繁多可滿足各種需求,建筑的本質(zhì)不再是單純的居住要求,節(jié)能意識(shí)高,多為綠色建筑,和自然協(xié)調(diào)發(fā)展,盡量減少對(duì)大自然的生態(tài)環(huán)境破壞,技術(shù)服務(wù)的對(duì)象可以是多樣化,可進(jìn)行建筑家居,也可辦公、觀光、避險(xiǎn)等,建筑物的保存周期長(zhǎng),堅(jiān)固性更強(qiáng),建筑工程的管理更系統(tǒng)化,技術(shù)的發(fā)展空間更大。
建筑工程技術(shù)人才會(huì)向復(fù)合型人才發(fā)展過(guò)渡
面臨日益激烈的就業(yè)環(huán)境,以及建筑工程技術(shù)行業(yè)對(duì)從業(yè)人員要求標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,促使相關(guān)專業(yè)的人才要不斷完善自身的知識(shí)儲(chǔ)備,在熟練掌握本專業(yè)理論知識(shí)的基礎(chǔ)之上,還要積極展開(kāi)對(duì)管理學(xué)、計(jì)算機(jī)知識(shí)、外語(yǔ)知識(shí)的涉獵和學(xué)習(xí),以提高自身在就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)地位。這種專業(yè)型人才向復(fù)合型人才的轉(zhuǎn)變,會(huì)成為建筑工程技術(shù)行業(yè)從業(yè)人員的主要趨勢(shì)。
3、將向著數(shù)字化和信息化的方向發(fā)展。
在建筑安裝工程中,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬建筑安裝的過(guò)程,并且通過(guò)科學(xué)的操作系統(tǒng)對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行校對(duì),確保建筑安裝工程的質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用,對(duì)安裝工程施工方案進(jìn)行校核,對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,實(shí)現(xiàn)了建筑安裝施工技術(shù)的數(shù)字化和信息化發(fā)展方向。
4、將向著數(shù)字化和信息化的方向發(fā)展。
在建筑安裝工程中,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬建筑安裝的過(guò)程,并且通過(guò)科學(xué)的操作系統(tǒng)對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行校對(duì),確保建筑安裝工程的質(zhì)量達(dá)到目標(biāo)要求。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用,對(duì)安裝工程施工方案進(jìn)行校核,對(duì)安裝過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,實(shí)現(xiàn)了建筑安裝施工技術(shù)的數(shù)字化和信息化發(fā)展方向。
5、院校會(huì)加大對(duì)建筑工程技術(shù)專業(yè)的關(guān)注
隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,房地產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)中的影響力不斷加大,導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)的建筑工程技術(shù)人才非常的稀缺,在就業(yè)市場(chǎng)上,這一行業(yè)正面臨著巨大的人才缺口。這對(duì)于高校開(kāi)展教學(xué)工作來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常大的動(dòng)力,高校做好這一專業(yè)的人才培養(yǎng)工作,能夠使建筑工程技術(shù)行業(yè)在未來(lái)的發(fā)展中占據(jù)更加穩(wěn)固的地位。
總結(jié)
隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑工程的施工技術(shù)種類和技術(shù)操作水平也在逐漸提高,而建筑工程技術(shù)行業(yè)在自身發(fā)展中,也會(huì)繼續(xù)將自身所具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)凸顯出來(lái),通過(guò)行業(yè)整體水平的不斷提高和業(yè)內(nèi)良性競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,會(huì)使建筑工程技術(shù)的發(fā)展水平不斷得到提升。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: BIM;建筑業(yè);進(jìn)度管理;發(fā)展前景
[中圖分類號(hào)] F407.9 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
Abstract: Although BIM technology has widely been applied to construction industry in some developed countries, in China it is still in its initial exploration, the research and application of which, especially during the construction phase, is not yet mature. This paper analyzes the application of BIM technology in the current situation both at home and abroad, summarizes its application advantage and developmental disabilities in the schedule management, and puts forward some relevant opinions to promote BIM technology. Furthermore, the author attempts to explain its application prospects in China, in order to provide an important reference for BIM’s more extensive applications to Chinese construction industry.
Keywords: BIM ;Building industry; Progress Management; Developmental Prospects
1.引言
BIM(Building Information Modeling,BIM)是“建筑信息模型”的簡(jiǎn)稱,最初發(fā)源于上世紀(jì)70年代的美國(guó),由美國(guó)喬治亞理工大學(xué)建筑與計(jì)算機(jī)學(xué)院(Georgia Tech College of Architecture and Computing)的查克伊士曼博士(Chuck Eastman, ph.D)提出。他認(rèn)為此模型不僅應(yīng)該包括幾何、功能、構(gòu)件性能等信息,還應(yīng)包括建造過(guò)程、施工進(jìn)度、維護(hù)管理等過(guò)程信息,建筑全生命周期內(nèi)的信息都應(yīng)該整合到建筑模型中[23]。BIM的定義和解釋有很多種版本,不斷演化,并沒(méi)有形成統(tǒng)一的理解。2002年,Autodesk公司首先提出“建筑信息模型”的概念,認(rèn)為建筑信息模型是在建筑物的設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中,創(chuàng)建和使用的“可計(jì)算數(shù)碼信息”[25]。2009年《The Business Value of BIM》市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告中,認(rèn)為“BIM是利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程”。美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的定義比較完整:BIM是一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目物理和功能特性的數(shù)字表達(dá);是一個(gè)共享的知識(shí)資源,能夠分享建設(shè)項(xiàng)目的信息,能夠?yàn)轫?xiàng)目全生命周期中的決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程;在項(xiàng)目的不同階段,項(xiàng)目的不同利益相關(guān)方可在BIM中插入、提取更新和修改信息,以支持和反映各自職責(zé)范圍內(nèi)的協(xié)同作業(yè)[26]。
BIM技術(shù)將會(huì)作為建筑業(yè)信息化下一階段發(fā)展的支撐技術(shù),然而與CAD相比較,因?yàn)锽IM不僅改變了項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的手段,而且還同時(shí)改變了項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的內(nèi)容。因此,對(duì)BIM的認(rèn)識(shí)理解和應(yīng)用實(shí)施都要比CAD來(lái)得困難和復(fù)雜,所以,其對(duì)建筑業(yè)的影響也比CAD廣。我國(guó)香港地區(qū)已經(jīng)將BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種類型房地產(chǎn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中,并于2009年成立香港 BIM 學(xué)會(huì)。在國(guó)內(nèi),已有一定數(shù)量的項(xiàng)目在不同階段不同程度上使用BIM技術(shù),例如上海中心項(xiàng)目對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)全過(guò)程進(jìn)行規(guī)劃,成為第一個(gè)業(yè)主主導(dǎo)、在項(xiàng)目全生命周期中應(yīng)用BIM的標(biāo)桿。
2. BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
Eastman[1]在BIM手冊(cè)中分析了支持項(xiàng)目計(jì)劃與控制的4D模型創(chuàng)建途徑,總結(jié)了4D模型應(yīng)用給項(xiàng)目帶來(lái)的益處,并提出了BIM支持的項(xiàng)目計(jì)劃與控制中應(yīng)注意的問(wèn)題和建議。
Marx[2]和Konig提出了加快建設(shè)模擬過(guò)程的方法,并引入SiteSim Editor的4D工具進(jìn)行分析證明。Tauscher,Mikulakova,Beucke和 Konig提出基于IFC標(biāo)準(zhǔn)建筑信息模型的施工進(jìn)度計(jì)劃生成方法,有助于項(xiàng)目管理者利用模型信息進(jìn)行施工計(jì)劃,從而實(shí)現(xiàn)快速4D模M,減少使用者與系統(tǒng)的后續(xù)交互。
Tulke,Hanff[3]提出基于BIM計(jì)算活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的模型,應(yīng)用此模型可進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃安排。
Amir H. Behzadan[4]等通過(guò)在土木工程教學(xué)中應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR:Augmented Reality,AR),描述了將AR技術(shù)結(jié)合BIM技術(shù)應(yīng)用到工程建設(shè)的質(zhì)量管理和進(jìn)度管理中,并提出了應(yīng)用AR技術(shù)的相關(guān)軟件和硬件要求。
Alvarado,Lacouture[5]在分析BIM功能及應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃編制基礎(chǔ)上,構(gòu)建AEC+FM集成框架,提出應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行集成進(jìn)度計(jì)劃安排的方法。
2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
2.2.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)層面
趙彬[6]等人在分析工程項(xiàng)目進(jìn)度管理現(xiàn)存問(wèn)題基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的成因,然后對(duì)比傳統(tǒng)進(jìn)度管理技術(shù)與基于BIM的4D技術(shù)的差異,論證了基于BIM的4D施工模M技術(shù)在進(jìn)度管理中應(yīng)用的優(yōu)越性。
王雪青[7]等人研究發(fā)現(xiàn),自動(dòng)化創(chuàng)建的BIM實(shí)時(shí)施工模型可以動(dòng)態(tài)的跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展情況,能提高模型的準(zhǔn)確性和減少建模工作量。提出基于BIM實(shí)時(shí)施工模型的4D模擬,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的4D模擬過(guò)程,可作為項(xiàng)目施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制的有效工具,能進(jìn)一步提高建設(shè)項(xiàng)目的效率和效益。
張建平[8]等人根據(jù)我國(guó)施工管理特點(diǎn)和實(shí)際需求,提出了工程施工BIM應(yīng)用的技術(shù)架構(gòu)、系統(tǒng)流程和應(yīng)對(duì)措施,并將BIM與4D技術(shù)相結(jié)合,自主研發(fā)建筑施工BIM建模系統(tǒng)和基于BIM的4D施工項(xiàng)目管理系列軟件,從而形成一套工程施工BIM應(yīng)用整體實(shí)施方案。
馬新利[9]介紹了BIM技術(shù)和4D虛擬建造的概念,闡述了BIM技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn),參照國(guó)外BIM軟件和應(yīng)用情況,系統(tǒng)探討了基于BIM技術(shù)的國(guó)產(chǎn)建設(shè)工程施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)控制軟件的整體架構(gòu)、操作流程和控制要點(diǎn),對(duì)國(guó)產(chǎn)施工進(jìn)度控制軟件的開(kāi)發(fā)、及其工程應(yīng)用實(shí)際提供參考。
王剛[10]通過(guò)探討什么是BIM,分析BIM可以做什么,不可以做什么,闡明BIM與項(xiàng)目管理之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)了BIM技術(shù)對(duì)工程質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理都有很多優(yōu)勢(shì)。
何清華[11]在總結(jié)原有進(jìn)度管理系統(tǒng)存在的不足和闡述現(xiàn)有BIM及其相關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一個(gè)基于BIM的進(jìn)度管理系統(tǒng)的框架,通過(guò)研究創(chuàng)建了一種可視化、能促進(jìn)多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化的進(jìn)度管理系統(tǒng)。
王青薇[12]研究發(fā)現(xiàn),自動(dòng)化創(chuàng)建的BIM實(shí)時(shí)施工模型可以動(dòng)態(tài)的跟蹤項(xiàng)目進(jìn)展情況,能提高模型的準(zhǔn)確性和減少建模工作量。提出基于BIM實(shí)時(shí)施工模型的4D模擬,是一個(gè)動(dòng)態(tài)的4D模擬過(guò)程,可作為項(xiàng)目施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制的有效工具,能進(jìn)一步提高建設(shè)項(xiàng)目的效率和效益。
呂玉惠[13]基于BIM技術(shù),結(jié)合施工項(xiàng)目的特點(diǎn),提出多要素集成管理計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu),研究具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和主要功能,討論系統(tǒng)的應(yīng)用流程,研究成果可作為進(jìn)一步研發(fā)施工項(xiàng)目多要素集成管理信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
2.2.2 應(yīng)用障礙層面
何耀[14]、陳花軍[15]發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)雖然具有諸多優(yōu)勢(shì),但是在中國(guó)因?yàn)橐霑r(shí)間較短,能夠充分利用的標(biāo)準(zhǔn)化BIM對(duì)象庫(kù)不足,建立BIM模型所需輸入的數(shù)據(jù)源不足,而且BIM的經(jīng)濟(jì)成本較高。
何清華[16]分析BIM在建筑業(yè)的應(yīng)用障礙中發(fā)現(xiàn)BIM的推廣環(huán)境尚不成熟,我國(guó)現(xiàn)有的建筑行業(yè)體制不統(tǒng)一,缺乏較完善的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。BIM應(yīng)用過(guò)程中缺少協(xié)同設(shè)計(jì),項(xiàng)目運(yùn)作缺少統(tǒng)籌管理。
馬智亮[17]認(rèn)為BIM技術(shù)在我國(guó)建筑施工行業(yè)雖然已經(jīng)得到應(yīng)用,但仍存在一些問(wèn)題。BIM技術(shù)涉及面比較廣,施工企業(yè)相關(guān)人員很難把握。施工企業(yè)不能利用上游的模型信息,應(yīng)用BIM技術(shù)的廣度和深度有限且利用BIM技術(shù)的效益不明顯。
歐陽(yáng)東[18]探討了BIM技術(shù),發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用存在著一些問(wèn)題,如BIM文件的法律責(zé)任問(wèn)題,BIM技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,BIM的應(yīng)用和交付問(wèn)題,BIM技術(shù)軟件的不完善問(wèn)題,BIM技術(shù)文件建設(shè)檔案存檔問(wèn)題等。
潘佳怡[19]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外 BIM 相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和專家訪談,確定建筑業(yè) BIM發(fā)展的普遍阻礙因素,進(jìn)而對(duì)中國(guó)建筑業(yè)的相關(guān)人員進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,得出41項(xiàng)阻礙中國(guó)建筑業(yè)BIM發(fā)展的因素。使用層次分析法對(duì)阻礙因素進(jìn)行分析,識(shí)別出其中15個(gè)因素為關(guān)鍵阻礙因素。
2.2.3 發(fā)展趨勢(shì)層面
張曉菲[20]通過(guò)引入基于國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IFC的建筑信息模型BIM技術(shù),并總結(jié)分析此項(xiàng)技術(shù)在建筑業(yè)的應(yīng)用來(lái)對(duì)BIM技術(shù)的發(fā)展前景做出分析與思考。BIM的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在用BIM自動(dòng)檢查代碼一致性與可施工性正在成為可能。
王欣[21]在淺議BIM技術(shù)應(yīng)用時(shí)提出BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)從單一項(xiàng)目BIM技術(shù)實(shí)施發(fā)展到企業(yè)BIM技術(shù)實(shí)施,最后將落實(shí)到整個(gè)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的BIM技術(shù)實(shí)施,3D設(shè)計(jì)模型基礎(chǔ)上增加施工進(jìn)度4D及成本形成5D技術(shù)。
張春霞[22]將BIM技術(shù)與各參與方相互作用,構(gòu)成了BIM技術(shù)系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各參與方的相互作用會(huì)促使BIM技術(shù)在內(nèi)容上更加豐富、功能上不斷完善,通過(guò)系統(tǒng)的開(kāi)放性與交互性不斷提升BIM技術(shù)的運(yùn)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。
3.BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀述評(píng)
(1)BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中具有很大優(yōu)勢(shì)
國(guó)內(nèi)外關(guān)于BIM技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度管理中的研究現(xiàn)狀,多集中在4D模擬實(shí)現(xiàn)。目前,通過(guò)第三方軟件的開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了BIM模型與進(jìn)度信息的關(guān)聯(lián),從而創(chuàng)建四維建筑信息模型,應(yīng)用動(dòng)態(tài)施工過(guò)程模擬、實(shí)時(shí)進(jìn)度跟蹤等功能支持項(xiàng)目計(jì)劃與進(jìn)度控制。基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理通過(guò)虛擬施工過(guò)程進(jìn)行反復(fù)的模擬,讓那些在施工階段可能出現(xiàn)的問(wèn)題在模擬的環(huán)境中提前發(fā)生,逐一修改,并提前制定應(yīng)對(duì)措施,使進(jìn)度計(jì)劃和施工方案最優(yōu),再用來(lái)指導(dǎo)實(shí)際的醒目施工,從而保證項(xiàng)目施工的順利完成。
(2)BIM技術(shù)在發(fā)展中也存在問(wèn)題
雖然BIM技術(shù)發(fā)展已有一段時(shí)間,但是其推廣還不是很廣泛,仍然存在諸多問(wèn)題。目前,BIM技術(shù)正逐漸應(yīng)用于建設(shè)工程項(xiàng)目各階段,但仍處于初級(jí)探索中,尤其是在施工階段的研究及應(yīng)用尚不成熟。國(guó)內(nèi)基于BIM技術(shù)的進(jìn)度管理方面的研究較少,而且研究范圍較窄;僅有少數(shù)項(xiàng)目進(jìn)度管理中應(yīng)用BIM技術(shù),由于BIM技術(shù)的復(fù)雜度,涉及面比較廣泛,施工企業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)知尚不深。而且BIM技術(shù)的推廣環(huán)境還不夠成熟,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、文件還不夠全面。
(3)BIM技術(shù)具有良好的發(fā)展前景
目前,BIM已滲透到軟件公司、咨詢公司、科研院校、設(shè)計(jì)院、施工單位、地產(chǎn)企業(yè)等建筑業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)中。伴隨建筑企業(yè)對(duì)BIM人才的需求,相關(guān)商業(yè)培訓(xùn)和咨詢機(jī)構(gòu)已經(jīng)逐步出現(xiàn)。另外,我國(guó)“十一五”科技支撐計(jì)劃已對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究,課題為“基于BIM的下一代建筑工程應(yīng)用軟件研究”,“十二五”科技計(jì)劃更是在研究廣度和深度上加大對(duì)BIM技術(shù)的研究[24]。BIM技術(shù)必將在建筑領(lǐng)域有所突破,引領(lǐng)建筑信息技術(shù)走向更高層次,大大提高建筑工程的集成化程度。
4.小結(jié)
本文著重分析了BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀,BIM技術(shù)的引入為進(jìn)度管理過(guò)程帶來(lái)很大改善,4D模擬施工能夠反復(fù)觀察,找出影響施工進(jìn)度的問(wèn)題,從而改進(jìn)施工進(jìn)度,提高項(xiàng)目管理的效率。然而根據(jù)研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外BIM技術(shù)在工程施工中的應(yīng)用還存在建模困難、應(yīng)用軟件不配套等問(wèn)題,BIM技術(shù)在進(jìn)度管理中的應(yīng)用還不夠成熟。所以還應(yīng)當(dāng)加大對(duì)BIM技術(shù)在這方面的研究探討。我國(guó)BIM技術(shù)的推廣環(huán)境不夠成熟,因此相關(guān)部門(mén)可以采取措施,如制定相關(guān)政策,規(guī)范等多推廣BIM技術(shù)的引用,推動(dòng)基于BIM的各項(xiàng)技術(shù)的研究與應(yīng)用,提高建設(shè)項(xiàng)目管理水平,推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)進(jìn)入信息時(shí)代。
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